Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat eine dramatische Reihe von Hochgeschwindigkeitstests abgeschlossen, die eher an Actionfilm-Stunts als an wissenschaftliche Forschung erinnern. In Vorbereitung auf die bevorstehende ExoMars-Mission starteten Ingenieure 20 Miniaturkapseln aus einer Spezialkanone mit Geschwindigkeiten von über 2.600 Meilen pro Stunde (4.200 km/h) – fast viermal so schnell wie die Schallgeschwindigkeit.
Obwohl der Umfang klein ist, steht viel auf dem Spiel. Diese Tests sind ein entscheidender Schritt bei der Validierung der Technologie, die erforderlich ist, um den Rosalind Franklin Rover sicher auf der Marsoberfläche zu landen, eine Mission, deren Start derzeit für 2028 geplant ist.
Testen der Phase „Einstieg, Abstieg und Landung“.
Die zentrale Herausforderung jeder Marsmission besteht nicht nur darin, den Planeten zu erreichen, sondern auch die Reise durch seine Atmosphäre zu überleben. Um dieses Problem anzugehen, hat die ESA das Entry Descent and Landing Module (EDLM) entwickelt. Vor dem Bau der Vollversion mussten die Ingenieure überprüfen, ob das aerodynamische Design den extremen Eintrittskräften standhalten konnte.
Zu diesem Zweck erstellten sie 3 Zoll große Modelle der Kapsel. Jedes Modell war mit empfindlichen elektronischen Schaltkreisen ausgestattet, die die Flugdynamik in Echtzeit überwachen sollten. Die Kapseln wurden in eine spezielle Testkammer abgefeuert und ahmten die Überschallbedingungen nach, denen ein Raumschiff ausgesetzt wäre, wenn es durch die Marsatmosphäre stürzt.
Während dieser kurzen Flüge, die etwa 755 Fuß (230 Meter) zurücklegten, erfassten die Sensoren wichtige Daten über:
* Beschleunigungsprofile
* Flugbahnstabilität
* Aerodynamische Bewegung
Warum das wichtig ist: 17.000 G-Kräfte überleben
Die Bedeutung dieser Tests liegt in der reinen physischen Belastung der Hardware. Trotz ihres spielzeugähnlichen Aussehens hielten diese Miniaturkapseln Beschleunigungskräften von fast 17.000 g stand. Zum Vergleich: Ein typischer Kampfjet-Pilot könnte 9 g spüren, bevor er das Bewusstsein verliert; Diese Kapseln hielten fast das Zweitausendfache dieser Kraft ohne strukturelles Versagen aus.
Diese Daten sind von entscheidender Bedeutung, da die Landung auf dem Mars bekanntermaßen schwierig ist. Die dünne Atmosphäre des Planeten bietet nur wenig Bremskraft, so dass Raumfahrzeuge auf komplexe Hitzeschilde und Fallschirme angewiesen sind, um bei Überschallgeschwindigkeit abzubremsen. Jeder Fehler im aerodynamischen Design kann zu einem katastrophalen Scheitern führen, wie es bei früheren Missionsversuchen der Fall war.
„Es ist keine leichte Aufgabe, etwas auf einen anderen Planeten zu schicken und es den erschütternden Abwärtsflug durch die Atmosphäre dieser Welt zu überstehen, während die empfindliche Instrumentierung intakt bleibt.“
Ein entscheidender Schritt für ExoMars
Die ExoMars-Mission stellt einen großen Sprung für die europäische Weltraumforschung dar. Der Rover Rosalind Franklin soll tief in den Marsboden bohren, um nach Anzeichen vergangenen oder gegenwärtigen Lebens zu suchen. Das wissenschaftliche Potenzial des Rovers hängt jedoch vollständig von seiner sicheren Lieferung ab.
Durch erfolgreiche Tests dieser Mikromodelle hat die ESA wichtige Validierungsdaten gesammelt, die das Risiko für das vollständige EDLM verringern. Diese „Mikrostarts“ dienen als kostengünstige und effiziente Möglichkeit, potenzielle aerodynamische Probleme frühzeitig im Entwicklungsprozess zu erkennen und sicherzustellen, dass die Landesequenz beim Start der eigentlichen Mission im Jahr 2028 so robust wie möglich ist.
Fazit
Der erfolgreiche Abschuss dieser 20 Miniaturkapseln markiert einen bedeutenden technischen Meilenstein für das ExoMars-Programm. Indem die ESA maßstabsgetreue Modelle extremen Überschallbedingungen und enormen G-Kräften ausgesetzt hat, hat sie die aerodynamische Machbarkeit ihres Landemoduldesigns bestätigt und ist damit der sicheren Lieferung ihres Rovers der nächsten Generation zum Roten Planeten einen Schritt näher gekommen.
